[发明专利]一种有机硅-活性炭改性复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机硅‑活性炭改性复合材料及其制备方法，包括：(1)将原有颗粒状活性炭碾压成粉末状；(2)把上述粉末状活性炭加入四丙基氢氧化铵和去离子水，在超声波清洗机中超声处理；(3)将上述所得溶液加入正硅酸乙酯搅拌；(4)将上述所得溶液倒入水热反应釜中反应；(5)将上述改性碳悬浊液经过反复离心，洗涤，直至悬浊液pH恢复至中性；(6)将上述所得沉淀物干燥；(7)将所得改性碳粉末先经过碳化，再活化，得到有机硅‑活性炭改性复合材料。本发明制备所得的硅碳改性材料燃点有所提高，VOCs饱和吸附量也有所提升，拓展了活性炭在高温高氧情况下的吸附和脱附安全性。

技术领域

本发明涉及环境工程领域，尤其涉及一种有机硅-活性炭改性复合材料及其制备方法。

背景技术

在环境工程领域，吸附法被广泛应用于工业废气的排放中。吸附法有着诸多其他方法难以企及的优点：净化效率高、运行成本低、适用的范围广、现有治理工艺成熟、操作方便等。吸附法吸附净化废气的关键除了废气成分与排放条件外，最重要的就是吸附剂了。高效吸附剂通常有以下几个特点：比表面积大、有较好的孔结构特性、吸附容量大、脱附效率高、有较强的的机械强度等。

目前市场上常见的工业用吸附剂主要有：活性炭、分子筛、高分子树脂和硅胶等。它们普遍具有上述应用优点，在不同应用场合发挥着不同的价值。但是在吸附过程中，多是在空气或有氧环境中进行，这就对吸附剂的耐热性有了很高的要求。不然在吸附过程多工业废气的氛围中，吸附剂很容易因为燃点过低或耐热性不足而引发事故。分子筛和树脂等吸附剂耐热性比活性炭强，但它们的价格较活性炭更为昂贵，这限制了它们的进一步使用潜力。所以针对活性炭在保障其吸附量的前提下改性而提高其燃点及耐热性就有了很迫切的要求。专利申请号为201810682240.2，名称为“一种氧化铝一活性炭复合材料及其制备方法”中，虽然利用了介孔材料氧化铝对活性炭进行了改性，但其仅拓宽了VOCs吸附种类，改性活性炭的饱和吸附量并没有增加，水热稳定性的体现效果也没有具体体现。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种有机硅-活性炭的改性复合材料及其制备方法，能够在吸附能力不减甚至提高的前提下，提高活性炭的燃点，使得其耐热性提高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种有机硅-活性炭的改性复合材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将活性炭碾压成粉末状得A品；

(2)将A品加入四丙基氢氧化铵和去离子水，混合均匀，并在超声波清洗机中超声处理得到B品；

(3)将B品加入正硅酸乙酯得到C品；

(4)将C品倒入水热反应釜中反应得到D品；

(5)将D品多次离心、洗涤，去除上层悬浊液，直至下层沉淀物pH恢复至中性得到E品；

(6)将E品经过干燥得到F品；

(7)将F品先经过碳化，再经过活化，得到有机硅-活性炭改性复合材料。

优选的，前述的有机硅-活性炭改性复合材料的制备方法，步骤(1)所述活性炭粉末状A品为4-10目；进一步的，所述活性炭粉末状A品为6目。

优选的，前述的有机硅-活性炭改性复合材料的制备方法，步骤(2)所述加入的四丙基氢氧化铵与所述活性炭质量比为0.5-9，去离子水为20-360ml，超声时间为20-40min。

优选的，前述的有机硅-活性炭改性复合材料的制备方法，步骤(3)所述加入的正硅酸乙酯与所述的活性炭质量比为0.67-12，所述搅拌温度为70-90℃，时间为2-4小时。

优选的，前述的有机硅-活性炭改性复合材料的制备方法，步骤(4)所述水热反应釜放置在100-200℃真空密闭脱附箱中反应24-60小时。